Ferroelektrik (demirelektrik) malzemeler bellek, kapasitör, aktüator ve algılayıcı gibi pek çok cihazda kullanılıyor. Bu cihazlar, aralarında bilgisayarların, tıbbi ultrason cihazlarının ve su altı radarlarının da bulunduğu hem tüketici cihazlarında, hem de endüstriyel cihazlarda yaygın şekilde kullanılıyor.
Ferroelektrik malzemeler, zamanla tekrarlı mekanik ve elektriksel yüklere maruz kalıyor. Malzemenin işlevselliğinde ilerleyen bir azalmaya yol açan bu durum, nihayetinde bozulmayla sonuçlanıyor. Söz konusu süreç ise ‘ferroelektrik yorgunluğu’ şeklinde isimlendiriliyor.
Geniş yelpazedeki elektronik cihazlar, genelde bu sebepten bozuluyor ve hurdaya çıkan cihazlar, elektronik atığa katkı yapan ana unsurlardan birini oluşturuyor. Küresel çapta her yıl on milyonlarca ton bozuk elektrik cihaz çöpe atılıyor.
Şimdiyse Sidney Üniversitesi Havacılık, Makine ve Mekatronik Mühendisliği Fakültesi’nde çalışan araştırmacılar, ileri yerinde (in-situ) elektron mikroskobisi kullanarak ferroelektrik yorgunluğun oluşumunu gözlemlemeyi başarmışlar. Gelişmiş bir mikroskobun kullanıldığı bu yöntemde, cisimler nanoölçek ve atomik seviyeye kadar gerçek zamanlı şekilde ‘görülüyor’.
Araştırmacılar Nature Communications bülteninde tarif edilen bu yeni gözlemin, gelecekteki ferroelektrik nanocihazların tasarımına yardımcı olmasını umuyor.
Sidney Üniversitesi Nano Enstitüsü’nde çalışan eş yazar Profesör Şiazho Liao, “Ferroelektrik bozunum sürecinin nanoölçekte nasıl meydana geldiğini daha net gösteren keşfimiz, bilimsel açıdan önemli bir buluş niteliği taşıyor” diyor.
Çalışmanın baş araştırmacısı Kianwei Huang ise şöyle aktarıyor: “Ferroelektrik yorgunluk elektronik cihazların ömrünü kısaltabilse de; gözlenecek uygun teknolojinin bulunmaması yüzünden bu durumun nasıl meydana geldiği daha önce pek anlaşılmamıştı.”
Eş yazar Dr. Zibin Chen, “Yaptığımız keşif, malzemelerdeki farklı bölgeleri birbirinden ayıran fiziksel sınırlar olan arayüzeylerin, aslında ferroelektrik bozunumu hızlandırabileceğini gösteriyor” diyor. “Bu yüzden, cihazlarda en iyi verime ulaşılması için söz konusu süreçlerin daha iyi anlaşılması gerekiyor.”
Sidney Üniversitesi. Ç: O.
